WO2022074813A1 - 制御システム及び制御方法 - Google Patents

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WO2022074813A1
WO2022074813A1 PCT/JP2020/038266 JP2020038266W WO2022074813A1 WO 2022074813 A1 WO2022074813 A1 WO 2022074813A1 JP 2020038266 W JP2020038266 W JP 2020038266W WO 2022074813 A1 WO2022074813 A1 WO 2022074813A1
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signal
transmission
priority
devices
detection signal
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PCT/JP2020/038266
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Inventor
覚 大浦
Original Assignee
株式会社ベイビッグ
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    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S11/00—Systems for determining distance or velocity not using reflection or reradiation
    • G01S11/16—Systems for determining distance or velocity not using reflection or reradiation using difference in transit time between electrical and acoustic signals

Definitions

  • the present invention relates to a control system and a control method including a plurality of first devices and a plurality of second devices.
  • the second device oscillates a sound wave triggered by a radio wave transmitted from the first device, and the first device determines the difference between the transmission time of the radio wave and the reception time of the sound wave from the second device. Based on this, a technique for detecting the distance between the first device and the second device is disclosed.
  • Patent Document 2 discloses a system in which the operation order of a plurality of devices can be set in a system including an unspecified number of devices by using a queue.
  • Patent Document 1 When the method described in Patent Document 1 is used in a system including an unspecified number of devices, it is necessary to appropriately control the operation order of each device. Further, the method described in Patent Document 2 is based on the premise that the second device for transmitting sound waves and the first device for receiving sound waves have a one-to-one correspondence, and there are a plurality of second devices and a plurality of devices. When there is a many-to-many correspondence with the first device, it is not always appropriate.
  • An object of the present invention is to provide a control system and a control method capable of appropriately controlling the operation order of a plurality of devices with a simple configuration.
  • the control system is a control system including a plurality of first devices and a plurality of second devices, and each of the plurality of second devices wirelessly transmits a detection signal.
  • each of the plurality of first devices receives the detection signal
  • each of the plurality of first devices accumulates the operation of transmitting the instruction signal to the second device of the transmission source of the received detection signal, and is stored in the own device.
  • a first notification signal including information indicating the first priority of the first transmission operation having the highest priority among the transmission operations of the above is transmitted to another first device, and the other first device sends the first notification signal.
  • a second notification signal including information indicating the second priority of the second transmission operation having the highest priority among the plurality of transmitted operations stored in the other first device is received. When the first priority is higher than the second priority, the first transmission operation is performed.
  • control system can set the operation order of a plurality of first devices in a system including an unspecified number of devices. Moreover, since a comprehensive management mechanism is not required, the configuration of the entire system can be simplified. As described above, the control system can appropriately control the operation order of the plurality of first devices with a simple configuration.
  • the priority is the reception time of the detection signal, and the earlier the reception time, the higher the priority may be.
  • control system since the control system can perform the operation for the detection signal received earlier in order, it becomes easy to maintain the integrity of the system.
  • the priority is the received radio wave strength of the detection signal, and the higher the received radio wave strength, the higher the priority may be.
  • control system can give priority to the instruction to the second device that is close to the first device.
  • the priority may be a priority assigned in advance to each of the plurality of second devices.
  • control system can reduce the addition of information for determination, so that the system configuration can be simplified.
  • the second device when the second device receives the instruction signal, the second device transmits a transmission signal and outputs a sound wave, and the first device receives the transmission signal and the sound wave based on the reception time difference.
  • the position of the second device may be detected.
  • control system can appropriately control the operation order of a plurality of second devices with a simple configuration in a system that detects the position of the second device using sound waves.
  • the priority is the reception time of the detection signal, and the earlier the reception time, the higher the priority.
  • the first notification signal is the reception time of the transmission signal and the reception time of the detection signal. Information indicating the difference from and may be included.
  • control system can improve the accuracy of control when a plurality of second devices are not synchronized.
  • the priority is the reception time of the detection signal, and the earlier the reception time, the higher the priority.
  • the first notification signal is the transmission time of the first notification signal and the detection signal. It may contain information indicating the difference from the reception time of.
  • control system can improve the accuracy of control when a plurality of second devices are not synchronized.
  • the transmission operation may be deleted. ..
  • control system can facilitate the deletion of the processed transmission operation in the plurality of first devices.
  • the second device may output the sound wave based on the timing of receiving the transmission signal transmitted by the own device.
  • control system can improve the accuracy of position detection.
  • the control method is a control method in a control system including a plurality of first devices and a plurality of second devices, and each of the plurality of second devices wirelessly transmits a detection signal.
  • each of the plurality of first devices for transmission receives the detection signal, the operation of transmitting the instruction signal to the second device of the transmission source of the received detection signal is accumulated and stored in the own device.
  • a first notification signal including information indicating the first priority of the first transmission operation having the highest priority among the plurality of transmission operations to be performed is transmitted to another first device, and the other first is described.
  • a second notification signal including information indicating the second priority of the second transmission operation having the highest priority among the plurality of transmission operations transmitted from one device and stored in the other first device. Is received, and when the first priority is higher than the second priority, the first transmission operation is performed.
  • control method can set the operation order of a plurality of first devices in a system including an unspecified number of devices. Moreover, since a comprehensive management mechanism is not required, the configuration of the entire system can be simplified. As described above, the control method can appropriately control the operation order of the plurality of first devices with a simple configuration.
  • a recording medium such as a system, method, integrated circuit, computer program or computer-readable CD-ROM, and the system, method, integrated circuit, computer program. And may be realized by any combination of recording media.
  • the present invention can provide a control system and a control method capable of appropriately controlling the operation order of a plurality of devices with a simple configuration.
  • FIG. 1 is a diagram showing a configuration of a control system according to an embodiment.
  • FIG. 2 is a block diagram of the first device according to the embodiment.
  • FIG. 3 is a block diagram of the second device according to the embodiment.
  • FIG. 4 is a diagram showing an arrangement example of the first device and the second device according to the embodiment.
  • FIG. 5 is a diagram showing an operation example of the control system according to the embodiment.
  • FIG. 6 is a diagram showing a configuration example of a detection signal according to an embodiment.
  • FIG. 7 is a diagram showing a configuration example of a queue according to an embodiment.
  • FIG. 8 is a diagram showing an example of a queue according to an embodiment.
  • FIG. 9 is a diagram showing a configuration example of a notification signal according to an embodiment.
  • FIG. 10 is a diagram showing a configuration example of a transmission signal according to an embodiment.
  • FIG. 11 is a flowchart showing the operation of the first device according to the embodiment.
  • FIG. 1 is a diagram showing a configuration of a control system 100 according to the present embodiment.
  • the control system 100 includes a plurality of first devices 101A to 101C and a plurality of second devices 102A to 102C.
  • the plurality of first devices 101A to 101C are not particularly distinguished, they are referred to as the first device 101
  • the plurality of second devices 102A to 102C are not particularly distinguished, they are referred to as the second device 102. ..
  • the number of the first device 101 and the second device 102 included in the control system 100 may be arbitrary. Further, the number of the first device 101 and the second device 102 included in the control system 100 may change dynamically.
  • this control system 100 is a system used at a construction site or the like.
  • the first device 101 is mounted on a heavy machine or the like, and the second device 102 is possessed by a worker.
  • the first device 101 detects the distance between the first device 101 and the second device 102 by using the sound wave 155 output from the second device 102, and performs a predetermined operation according to the detection result.
  • the first device 101 detects that the second device 102 (worker) is approaching, and notifies (warns) the operator of the heavy machine of the detection result.
  • the plurality of first devices 101 and the plurality of second devices 102 have a many-to-many correspondence. That is, each of the plurality of first devices 101 detects the positions of the plurality of second devices 102.
  • FIG. 2 is a block diagram showing the configuration of the first device 101.
  • the first device 101 includes a queue holding unit 111, a transmission control unit 112, a wireless communication unit 113, a sound wave receiving unit 114, a position detection unit 115, and an operation control unit 116. ..
  • the queue holding unit 111 holds a queue for managing the operation order of a plurality of operations.
  • the transmission control unit 112 manages the queue held by the queue holding unit 111. Further, the transmission control unit 112 controls the transmission of the instruction signal 152 by the wireless communication unit 113 by using the queue. Further, the transmission control unit 112 controls the transmission of the notification signal 153 by the wireless communication unit 113.
  • the wireless communication unit 113 wirelessly communicates with the other first device 101 and the second device 102. Specifically, the wireless communication unit 113 receives the detection signal 151 and the transmission signal 154 transmitted from the second device 102, transmits the instruction signal 152 to the second device 102, and another first device 101. The notification signal 153 is transmitted to and the notification signal 153 transmitted from the other first device 101 is received.
  • the wireless communication unit 113 may use the same wireless communication method for the communication of the detection signal 151, the communication of the instruction signal 152, the communication of the notification signal 153, and the communication of the transmission signal 154. Different wireless communication methods may be used. Further, different channels of the same wireless communication method may be used for these communications.
  • the sound wave receiving unit 114 receives the sound wave output from the second device 102.
  • the sound wave is not limited to the sound wave in the audible range, but also includes the ultrasonic wave.
  • the position detecting unit 115 detects the position of the second device 102 based on the information of the sound wave 155 received by the sound wave receiving unit 114. Specifically, the position detection unit 115 detects the distance from the first device 101 to the second device 102 based on the time from the reception of the transmission signal 154 to the reception of the sound wave 155.
  • the sound wave receiving unit 114 includes a plurality of receiving units arranged apart from each other, and the position (distance and distance) where the second device 102 exists based on the principle of triangulation using the reception information in the plurality of receiving units. Direction) may be detected. Further, the position detecting unit 115 may detect the moving direction and the moving speed of the second device 102 based on the positions of the second device 102 obtained in time series.
  • the operation control unit 116 controls a predetermined operation based on the position and the like of the second device 102 obtained by the position detection unit 115.
  • the predetermined operation is not particularly limited, but for example, in the above system, it is detected that the worker has approached a heavy machine, and a warning or the like is notified based on the detection result.
  • the operation control unit 116 may display the position of each second device 102 on the screen.
  • FIG. 3 is a block diagram showing the configuration of the second device 102.
  • the second device 102 includes a wireless communication unit 121, a transmission control unit 122, and a sound wave output unit 123.
  • the wireless communication unit 121 performs wireless communication with the first device 101. Specifically, the wireless communication unit 121 transmits the detection signal 151 and the transmission signal 154 to the first device 101, and receives the instruction signal 152 transmitted from the first device 101.
  • the wireless communication unit 121 may use the same wireless communication method for the communication of the detection signal 151, the communication of the instruction signal 152, and the communication of the transmission signal 154, or may use different wireless communication methods. May be good. Further, different channels of the same wireless communication method may be used for these communications.
  • the transmission control unit 122 controls the transmission of the detection signal 151 and the transmission signal 154 by the wireless communication unit 121 and the output of the sound wave 155 by the sound wave output unit 123. Specifically, when the transmission control unit 122 receives the instruction signal 152 transmitted from the first device 101, the transmission control unit 122 transmits a transmission signal 154 from the wireless communication unit 121 and outputs a sound wave 155 from the sound wave output unit 123. ..
  • FIG. 4 is a diagram showing an arrangement example of the first device 101 and the second device 102.
  • the figure shows an example in which two first devices 101A and 101B and two second devices 102A and 102B exist. Further, the second device 102A exists in a range capable of communicating with the first device 101A, and the second device 102B exists in a range capable of communicating with the first device 101A and the first device 101B.
  • FIG. 5 is a diagram showing the operation of the control system 100 in the example shown in FIG.
  • the second device 102A and the second device 102B repeatedly wirelessly transmit the detection signal 151 at a predetermined cycle (for example, a cycle of 1 second).
  • FIG. 6 is a diagram showing a configuration example of the detection signal 151.
  • the detection signal 151 includes the second device ID 161 and the sequence number 162.
  • the second device ID 161 is information indicating the second device 102 of the transmission source of the detection signal 151, and indicates an identifier assigned in advance to each second device 102.
  • the sequence number 162 is information for identifying a plurality of detection signals 151 transmitted from the second device 102 indicated by the second device ID 161. For example, the sequence number 162 is incremented each time the detection signal 151 is transmitted. It is a serial number.
  • the transmission time of the detection signal 151 may be used instead of the sequence number 162. Further, the detection signal 151 does not have to include the sequence number 162.
  • the detection signal 151 further includes identification information indicating the signal type of the signal. That is, in this case, the identification information indicates that the signal is the detection signal 151.
  • the description is omitted, each signal described later also includes identification information. Further, each signal may include information other than the information shown in the figure.
  • the first device 101A receives the detection signal 151 transmitted from the second device 102A (S101).
  • the first device 101A adds the information of the received detection signal 151 to the queue (S102). That is, when the first device 101A receives the detection signal 151, the first device 101A accumulates the transmission operation of the instruction signal 152 to the second device 102 of the transmission source of the received detection signal 151.
  • FIG. 7 is a diagram showing an example of queuing configuration. As shown in FIG. 7, the queue holds information on a plurality of operations based on the received detection signal 151. In FIG. 7, each row corresponds to one operation, and information on the three operations is held. The information of each operation includes the second device ID 171 and the sequence number 172, the reception time 173, and the reception intensity 174.
  • the second device ID 171 is information indicating the second device 102 that is the transmission source of the detection signal 151, and is, for example, the same information as the second device ID 161 included in the detection signal 151.
  • the sequence number 172 is information for identifying a plurality of detection signals 151 transmitted from the second device 102 indicated by the second device ID 171 and is the same as the sequence number 162 included in the detection signal 151, for example. Information.
  • the transmission time of the detection signal 151 may be used instead of the sequence number 172.
  • the reception time 173 indicates the time when the first device 101 receives the detection signal 151.
  • the reception strength 174 indicates the reception radio wave strength of the detection signal 151 received by the first device 101. It should be noted that the queue does not have to include all the information shown in FIG. 7, and may include only a part of the information.
  • multiple actions in the queue are sorted in descending order of priority. That is, the action with the highest priority is placed at the top of the queue.
  • the priority is the reception time 173, and it is determined that the earlier the reception time is, the higher the priority is. If the reception times 173 of the two operations are the same, the priority between the two operations is set based on other information. For example, the higher the reception intensity 174, the higher the priority is set.
  • the second device ID 171 may be used instead of the reception strength 174. In this case, the smaller the value of the second device ID 171 may be, the higher the priority may be set, or the larger the value of the second device ID 171 may be, the higher the priority may be set.
  • the second device ID 171 is a priority assigned in advance to each of the plurality of second devices 102. Further, as the priority used first, the reception strength 174 or the second device ID 171 may be used instead of the reception time 173. Moreover, any one or more of these three priorities may be used.
  • the reception time 173 When the reception time 173 is used, the operation for the detection signal 151 received earlier can be performed in order, so that the integrity of the system can be easily maintained. Further, when the reception strength 174 is used, the reception strength 174 is high, that is, the instruction to the second device 102 that is closer to the first device 101 can be prioritized, so that the safety can be further ensured. When the second device ID 171 is used, additional information such as the reception time 173 and the reception strength 174 is unnecessary, so that the system configuration can be simplified.
  • the reception described in the present embodiment is not limited to the case where the signal can be actually received, and the received radio wave strength may be equal to or higher than a predetermined threshold value.
  • FIG. 8 is a diagram showing an example of a queue. As shown in FIG. 8 (1), the first device 101A adds an operation A (denoted as “A” in the figure) based on the detection signal 151 received from the second device 102A in step S102.
  • an operation A denoted as “A” in the figure
  • the first device 101A and the first device 101B receive the detection signal 151 transmitted from the second device 102B (S103).
  • the first device 101A and the first device 101B add the information of the received detection signal 151 to the queue (S104 and S105).
  • the first device 101A has an operation B (denoted as "B" in the figure) based on the detection signal 151 received from the second device 102B in step S104. ) Is added.
  • the operation B is added after the operation A.
  • the first device 101B adds the operation B to the queue in step S105.
  • FIG. 9 is a diagram showing a configuration example of the notification signal 153.
  • the notification signal 153 includes the first device ID 181 and the head operation information 182.
  • the first device ID 181 is information indicating the first device 101 that is the transmission source of the notification signal 153, and indicates an identifier assigned in advance to each first device 101.
  • the head operation information 182 is information related to the head operation of the queue of the transmission source first device 101, and is information for determining the priority of the operation.
  • the head operation information 182 includes the second device ID 183, the reception time 184, and the reception intensity 185.
  • the second device ID 183, the reception time 184, and the reception intensity 185 are the same information as the second device ID 171, the reception time 173, and the reception intensity 174, which are included in the information of the operation at the head of the queue.
  • the notification signal 153 transmitted by the first device 101 includes information indicating the first priority of the first transmission operation having the highest priority among the plurality of transmission operations stored in the own device. Further, the notification signal 153 received by the first device 101 is the second transmission operation having the highest priority among the plurality of transmission operations stored in the other first device 101 of the transmission source of the notification signal 153. Contains information indicating the priority of 2.
  • the first device 101A and the first device 101B determine whether or not to perform the operation at the head of the queue of the own device (S107 and S108). Specifically, the first device 101 compares the priority of the first operation, which is the first operation of the queue of the own device, with the priority indicated by the notification signal 153 transmitted from the other first device 101. However, if the priority of the head operation of the queue of the own device is high, it is determined that the operation is performed, and if the priority indicated by the notification signal 153 transmitted from the other first device 101 is high, the priority is high. , Do not perform the operation at the beginning of the queue of the own device.
  • the reception time of the head operation of the first device 101A is earlier than the reception time of the head operation of the first device 101B, and the priority of the head operation of the first device 101A is the priority of the head operation of the first device 101B. Higher than degree. Therefore, the first device 101A performs the leading operation of the own device. That is, the first device 101A transmits the instruction signal 152 to the second device 102A (S109).
  • the instruction signal 152 includes information (for example, a second device ID) for identifying the second device 102A to which the instruction signal 152 is transmitted.
  • the second device 102A that has received the instruction signal 152 transmits the transmission signal 154 and outputs the sound wave 155 (S110). For example, the second device 102A transmits a transmission signal 154 immediately after receiving the instruction signal 152, and outputs a sound wave 155. The second device 102A may output the transmission signal 154 and the sound wave 155 a plurality of times.
  • FIG. 10 is a diagram showing a configuration example of the transmission signal 154.
  • the transmission signal 154 includes the second device ID 191 and the sequence number 192.
  • the second device ID 191 is information indicating the second device 102 of the transmission source of the transmission signal 154, and indicates an identifier assigned in advance to each second device 102.
  • the sequence number 192 is information for identifying a plurality of transmission signals 154 transmitted from the second device 102 indicated by the second device ID 191.
  • the sequence number 192 is a serial number that is incremented each time the transmission signal 154 is transmitted. Is.
  • the transmission time of the transmission signal 154 may be used instead of the sequence number 192. Further, the transmission signal 154 does not have to include the sequence number 192.
  • the first device 101A that has received the transmission signal 154 and the sound wave 155 determines the position of the second device 102A (distance from the first device 101A to the second device 102A) based on the difference between the transmission signal 154 and the sound wave 155 and the reception time. Detect (not shown in FIG. 5).
  • the transmission timing of the transmission signal 154 and the sound wave 155 is controlled by a processor such as a CPU, it is difficult to output the transmission signal 154 and the sound wave 155 at the same time.
  • the transmission signal 154 which is a wireless signal, may be transmitted later than the output time of the transmission command in the CPU, depending on how busy the transmission packet is. Therefore, the second device 102 may use any of the following methods.
  • the second device 102 transmits the transmission signal 154 and also receives the transmission signal 154 transmitted from the own device.
  • the second device 102 immediately transmits the sound wave 155 triggered by the reception of the transmission signal. That is, the second device 102 may output the sound wave 155 based on the timing at which the transmission signal 154 transmitted by the own device is received.
  • the second device 102 transmits the transmission signal 154, and immediately transmits the sound wave 155 triggered by the transmission completion notification of the transmission signal 154 from the wireless communication unit 121.
  • the transmission timing of the sound wave 155 may be determined in consideration of this internal processing delay.
  • the calculation may be performed in consideration of this internal processing delay.
  • the second device 102 may simultaneously perform output control of the transmission signal 154 and the sound wave 155, detect a deviation in the actual transmission timing, and transmit a signal indicating the detected deviation to the first device 101. ..
  • the first device 101B When the first device 101B receives the transmission signal 154 and the sound wave 155 from the second device 102A, the first device 101B receives the transmission signal 154, the sound wave 155, and the second device based on the difference in reception time.
  • the position of 102A (distance from the first device 101B to the second device 102A) may be detected. That is, even if the queue does not include the operation of the second device 102, which is the source of the transmission signal 154 and the sound wave 155, the first device 101 uses the received transmission signal 154 and the sound wave 155 to detect the position (position detection). Distance measurement) may be performed.
  • the first device 101A that has received the transmission signal 154 and the sound wave 155 updates the queue (S111). Specifically, the first device 101A deletes the operation of the second device 102A, which is the source of the received transmission signal 154, from the queue. That is, as shown in (3) of FIG. 8, the operation A is deleted from the queue, and the operation B becomes the head.
  • the first device 101A and the first device 101B transmit and receive the notification signal 153 (S112).
  • the first device 101A and the first device 101B determine whether or not to perform the operation at the head of the queue of the own device (S113 and S114).
  • the leading operation of the first device 101A and the first device 101B is both operation B. Therefore, for example, when the reception times are the same, the priority is determined using the reception strength. For example, when the reception strength of the first device 101B is higher than the reception strength of the first device 101A, the first device 101B performs the leading operation. That is, the first device 101B transmits the instruction signal 152 to the second device 102B (S115).
  • the first device 101A and the first device 101B do not have to be completely synchronized.
  • the reception time for the same detection signal 151 may differ between the first device 101A and the first device 101B.
  • the leading operation is performed on one of the first device 101A and the first device 101B based on the reception time.
  • the second device 102B that has received the instruction signal 152 transmits the transmission signal 154 and outputs the sound wave 155 (S116).
  • Each of the first device 101A and the first device 101B that received the transmission signal 154 and the sound wave 155 is located at the position of the second device 102B (from the first device 101A to the second device 101A) based on the difference between the transmission signal 154 and the sound wave 155 and the reception time.
  • the distance to the device 102B or the distance from the first device 101B to the second device 102B) is detected (not shown in FIG. 5).
  • the first device 101A and the first device 101B that have received the transmission signal 154 and the sound wave 155 update the queue (S117 and S118). Specifically, as shown in FIG. 8 (4), the first device 101A and the first device 101B delete the operation B of the second device 102B, which is the source of the received transmission signal 154, from the queue.
  • FIG. 11 is a flowchart of the operation of the first device 101. For example, the process shown in FIG. 11 is repeatedly executed.
  • the first device 101 determines whether or not the detection signal 151 has been received (S201).
  • the first device 101 adds an operation for the received detection signal 151 to the queue (S202). Further, the first device 101 sorts according to the priority of a plurality of operations included in the queue.
  • the priority is the above-mentioned reception time, reception intensity, or the like. If the operation of the source of the newly received detection signal 151 is already included in the queue, the first device 101 may not be added.
  • the first device 101 determines whether or not the transmission signal 154 has been received (S203).
  • the first device 101 measures the distance between the first device and the second device 102 of the transmission source by using the received transmission signal 154 and the sound wave 155 (Yes). S204). Then, the operation of the transmission signal 154 with respect to the second device 102 of the transmission source is deleted from the queue (S205).
  • this deletion operation is performed based on the transmission signal 154. Therefore, the first device 101 can perform the deletion operation not only when the own device transmits the instruction signal 152 but also when another first device 101 transmits the instruction signal 152. That is, even when a plurality of first devices 101 receive the detection signal 151 from the same second device 102, the plurality of first devices 101 are transmitted along with the transmission of the instruction signal 152 from one first device 101. The corresponding operation is removed from the queue of device 101.
  • the instruction signal 152 may be used instead of the transmission signal 154. That is, when the own device transmits the instruction signal 152, the first device 101 may delete the operation of the instruction signal 152 with respect to the second device 102 of the transmission destination from the queue. As a result, the first device 101 can delete the corresponding operation from the queue even when the transmission signal 154 cannot be received. Further, when the first device 101 receives the instruction signal 152 transmitted from the other first device 101, the operation of the instruction signal 152 for the second device 102 of the transmission destination may be deleted from the queue.
  • the first device 101 transmits the notification signal 153 to the other first device 101, and also receives the notification signal 153 transmitted from the other first device 101 (S206).
  • the first device 101 transmits the notification signal 153 triggered by the reception of the transmission signal 154.
  • the first device 101 may transmit the notification signal 153 triggered by the transmission or reception of the instruction signal 152.
  • the first device 101 may transmit the notification signal 153 when the notification signal 153 from the other first device 101 is received.
  • the notification signal 153 may be transmitted when a predetermined time (for example, several tens of ms) has elapsed from the reception of the previous transmission signal 154 or the transmission or reception of the instruction signal 152 (Yes in S209). .. If the first device 101 has not received the transmission signal 154 or the instruction signal 152 for a predetermined time (for example, several tens of meters) or more, the first device 101 immediately transmits the notification signal 153. You may go.
  • the first device 101 may not transmit the notification signal 153, or may transmit a signal indicating that there is no operation in the queue.
  • the first device 101 may transmit the time difference between the reception of the detection signal 151 and the transmission of the notification signal 153 as the above-mentioned reception time 184 included in the notification signal 153. That is, the notification signal 153 may include information indicating the difference between the transmission time of the notification signal 153 and the reception time of the detection signal 151.
  • the reception time 184 may indicate the time difference between the reception of the detection signal 151 and the reception of the immediately preceding transmission signal 154. That is, the notification signal 153 may include information indicating the difference between the reception time of the transmission signal 154 and the 151 reception time of the detection signal.
  • the reception time 184 may indicate the time difference between the reception of the detection signal 151 and the transmission or reception of the immediately preceding instruction signal 152. That is, the notification signal 153 may include information indicating the difference between the transmission time or reception time of the instruction signal 152 and the 151 reception time of the detection signal.
  • the time can be notified based on the signals received by the plurality of first devices 101, so that a highly accurate determination can be made.
  • the first device 101 compares the priority of the head operation of the own device (for example, the reception time) with the priority of the head operation of the other first device 101 indicated by the received notification signal 153 (S207. ).
  • the first device 101 has the highest priority among the leading actions of the own device and the plurality of other first devices 101. To judge.
  • the instruction signal 152 is transmitted to the second device 102 indicated by the leading operation (S208).
  • the first device 101 counts a predetermined time (for example, several tens of meters) from the reception of the previous transmission signal 154 or the transmission or reception of the instruction signal 152, and the instruction signal is at the timing when the time has elapsed. Send 152.
  • the first device 101 continues the process of step S207 even during the elapse of the time.
  • step S208 if No in S207 and No in S209, the process returns to step S201, and the series of processes shown in FIG. 11 is repeatedly executed. For example, these processes are terminated when the power is turned off. Further, in steps S201 and S203, the signal is always received, and the information of the received signal is stored in the reception buffer or the like provided in the first device 101.
  • the same signal may be transmitted multiple times in order to prevent a transmission error.
  • the second device 102 may include a plurality of sound wave output units 123, and output sound waves 155 from the plurality of sound wave output units 123 at the same time. As a result, it is possible to suppress the occurrence of errors such as the sound wave 155 not reaching the sound wave receiving unit 114 of the first device 101.
  • the first device 101 may include a plurality of sound wave receiving units 114, and the sound wave 155 may be received by the plurality of sound wave receiving units 114. As a result, the blind spot in sound wave reception can be covered, so that the occurrence of an error can be suppressed.
  • the subsequent process may be performed only when the received radio wave intensity is equal to or higher than a predetermined threshold value.
  • the queuing held by each first device 101 is independent of each other. That is, the operation added to the queue is only based on the detection signal 151 received by the own device, and does not include the operation related to the other first device 101 notified from the other first device 101. This makes it possible to facilitate the management of the queue in each first device 101. In addition, there is no need for a management device or the like that collectively manages these operations.
  • the process can be facilitated by determining the first device 101 to transmit the instruction signal 152 by using a predetermined rule (for example, reception time or the like). Further, even if the queue is inconsistent due to the movement of heavy machinery or workers, a stable system can be maintained as a temporary exception.
  • a predetermined rule for example, reception time or the like.
  • control system according to the embodiment of the present invention has been described above, the present invention is not limited to this embodiment.
  • the method of the present embodiment is a plurality of first devices 101. And any system including a plurality of second devices 102. That is, the output of the sound wave 155 in the above may be replaced with an arbitrary operation.
  • each processing unit included in each device included in the control system according to the above embodiment is typically realized as an LSI which is an integrated circuit. These may be individually integrated into one chip, or may be integrated into one chip so as to include a part or all of them.
  • the integrated circuit is not limited to the LSI, and may be realized by a dedicated circuit or a general-purpose processor.
  • An FPGA Field Programmable Gate Array
  • a reconfigurable processor that can reconfigure the connection and settings of the circuit cells inside the LSI may be used.
  • each device included in the control system may be realized by executing a program by a processor such as a CPU.
  • the present invention may be the above-mentioned program, or may be a non-temporary computer-readable recording medium in which the above-mentioned program is recorded. Needless to say, the above program can be distributed via a transmission medium such as the Internet.
  • the present invention can be realized not only as a control system but also as various devices included in the control system. Further, the present invention can be realized as a control method using a characteristic means included in such a control system as a step, or can be realized as a program for causing a computer to execute such a characteristic step. ..
  • the division of functional blocks in the block diagram is an example, and multiple functional blocks can be realized as one functional block, one functional block can be divided into multiple, and some functions can be transferred to other functional blocks. You may. Further, the functions of a plurality of functional blocks having similar functions may be processed by a single hardware or software in parallel or in a time division manner.
  • control system according to one or more embodiments has been described above based on the embodiment, the present invention is not limited to this embodiment. As long as it does not deviate from the gist of the present invention, a form in which various modifications conceived by those skilled in the art are applied to the present embodiment or a form constructed by combining components in different embodiments is also within the scope of one or a plurality of embodiments. May be included within.
  • the present invention can be applied to a system including a plurality of first devices and a plurality of second devices.
  • Control system 101 101A, 101B, 101C First device 102, 102A, 102B, 102C Second device 111 Queue holding unit 112, 122 Transmission control unit 113, 121 Wireless communication unit 114 Sound wave receiver 115 Position detection unit 116 Operation Control unit 123 Sound wave output unit 151 Detection signal 152 Instruction signal 153 Notification signal 154 Transmission signal 155 Sound wave 161, 171, 183, 191 Second device ID 162, 172, 192 Sequence number 173, 184 Reception time 174, 185 Reception strength 181 First device ID 182 First operation information

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Abstract

制御システム（１００）は、複数の第１機器（１０１）と、複数の第２機器（１０２）とを含み、複数の第２機器（１０２）の各々は、検知用信号（１５１）を無線送信し、複数の第１機器（１０１）の各々は、検知用信号（１５１）を受信した場合、受信した検知用信号の送信元の第２機器（１０２）への指示信号（１５２）の送信動作を蓄積し（Ｓ１０２）、自機器に蓄積される複数の送信動作のうち、優先度が最も高い第１の送信動作の第１の優先度を示す情報を含む第１の通知信号（１５３）を、他の第１機器（１０１）に送信し（Ｓ１０６）、他の第１機器（１０１）から送信された、他の第１機器（１０１）に蓄積される複数の送信動作のうち、優先度が最も高い第２の送信動作の第２の優先度を示す情報を含む第２の通知信号（１５３）を受信し（Ｓ１０６）、第１の優先度が第２の優先度より高い場合、第１の送信動作を行う（Ｓ１０９）。

Description

制御システム及び制御方法
　本発明は、複数の第１機器と、複数の第２機器とを含む制御システム及び制御方法に関する。
　特許文献１には、第２装置が、第１装置から送信された電波をトリガに音波を発振し、第１装置は電波の送信時刻と、第２装置からの音波の受信時刻との差に基づき第１装置と第２装置との距離を検知する技術が開示されている。
　また、特許文献２には、待ち行列を用いて、不特定多数の機器が含まれるシステムにおいて、複数の機器の動作順を設定可能なシステムが開示されている。
特開２００６－２６６８８６号公報 特許第６６１７３０４号明細書
　特許文献１に記載の手法を、不特定多数の機器が含まれるシステムにおいて用いる場合には、各機器の動作順を適切に制御する必要がある。また、特許文献２の記載の手法は、音波を送信する第２機器と、音波を受信する第１機器とが一対一対応をしている場合を前提としており、複数の第２機器と複数の第１機器とが多対多で対応している場合には、必ずしも適切とは限らない。
　本発明は、複数の機器の動作順を簡易な構成で適切に制御できる制御システム及び制御方法を提供することを目的とする。
　本発明の一態様に係る制御システムは、複数の第１機器と、複数の第２機器とを含む制御システムであって、前記複数の第２機器の各々は、検知用信号を無線送信し、前記複数の第１機器の各々は、前記検知用信号を受信した場合、受信した前記検知用信号の送信元の第２機器への指示信号の送信動作を蓄積し、自機器に蓄積される複数の送信動作のうち、優先度が最も高い第１の送信動作の第１の優先度を示す情報を含む第１の通知信号を、他の第１機器に送信し、前記他の第１機器から送信された、前記他の第１機器に蓄積される複数の送信動作のうち、優先度が最も高い第２の送信動作の第２の優先度を示す情報を含む第２の通知信号を受信し、前記第１の優先度が前記第２の優先度より高い場合、前記第１の送信動作を行う。
　これによれば、当該制御システムは、不特定多数の機器が含まれるシステムにおいて、複数の第１機器の動作順を設定できる。また、統括的な管理機構が必要でないため、システム全体の構成を簡略化できる。このように、当該制御システムは、複数の第１機器の動作順を簡易な構成で適切に制御できる。
　例えば、前記優先度は、前記検知用信号の受信時刻であり、受信時刻が早いほど優先度が高くてもよい。
　これによれば、当該制御システムは、先に受信された検知用信号に対する動作から順に行うことができるので、システムの整合性を維持しやすくなる。
　例えば、前記優先度は、前記検知用信号の受信電波強度であり、受信電波強度が高いほど優先度が高くてもよい。
　これによれば、当該制御システムは、第１機器に近接している第２機器への指示を優先できる。
　例えば、前記優先度は、前記複数の第２機器の各々に予め割り当てられた優先度であってもよい。
　これによれば、当該制御システムは、判定のための情報の追加を削減できるので、システム構成を簡略化できる。
　例えば、前記第２機器は、前記指示信号を受信した場合に、発信信号を送信し、音波を出力し、前記第１機器は、前記発信信号と、前記音波との受信時刻差に基づき、前記第２機器の位置を検知してもよい。
　これによれば、当該制御システムは、音波を用いて第２機器の位置を検知するシステムにおいて、複数の第２機器の動作順を簡易な構成で適切に制御できる。
　例えば、前記優先度は、前記検知用信号の受信時刻であり、受信時刻が早いほど優先度が高く、前記第１の通知信号は、前記発信信号の受信時刻と、前記検知用信号の受信時刻との差分を示す情報を含んでもよい。
　これによれば、当該制御システムは、複数の第２機器が同期されていない場合における制御の精度を向上できる。
　例えば、前記優先度は、前記検知用信号の受信時刻であり、受信時刻が早いほど優先度が高く、前記第１の通知信号は、前記第１の通知信号の送信時刻と、前記検知用信号の受信時刻との差分を示す情報を含んでもよい。
　これによれば、当該制御システムは、複数の第２機器が同期されていない場合における制御の精度を向上できる。
　例えば、前記第１機器は、前記発信信号を受信した場合において、前記発信信号の送信元の第２機器への指示信号の送信動作を蓄積している場合、当該送信動作を削除してもよい。
　これによれば、当該制御システムは、複数の第１機器における処理済みの送信動作の削除を容易化できる。
　例えば、前記第２機器は、自機器が送信した前記発信信号を受信したタイミングに基づき、前記音波を出力してもよい。
　これによれば、当該制御システムは、位置検知の精度を向上できる。
　本発明の一態様に係る制御方法は、複数の第１機器と、複数の第２機器とを含む制御システムにおける制御方法であって、前記複数の第２機器の各々は、検知用信号を無線送信し、前記複数の第１機器の各々は、前記検知用信号を受信した場合、受信した前記検知用信号の送信元の第２機器への指示信号の送信動作を蓄積し、自機器に蓄積される複数の送信動作のうち、優先度が最も高い第１の送信動作の第１の優先度を示す情報を含む第１の通知信号を、他の第１機器に送信し、前記他の第１機器から送信された、前記他の第１機器に蓄積される複数の送信動作のうち、優先度が最も高い第２の送信動作の第２の優先度を示す情報を含む第２の通知信号を受信し、前記第１の優先度が前記第２の優先度より高い場合、前記第１の送信動作を行う。
　これによれば、当該制御方法は、不特定多数の機器が含まれるシステムにおいて、複数の第１機器の動作順を設定できる。また、統括的な管理機構が必要でないため、システム全体の構成を簡略化できる。このように、当該制御方法は、複数の第１機器の動作順を簡易な構成で適切に制御できる。
　なお、これらの包括的または具体的な態様は、システム、方法、集積回路、コンピュータプログラムまたはコンピュータ読み取り可能なＣＤ－ＲＯＭなどの記録媒体で実現されてもよく、システム、方法、集積回路、コンピュータプログラム及び記録媒体の任意な組み合わせで実現されてもよい。
　本発明は、複数の機器の動作順を簡易な構成で適切に制御できる制御システム及び制御方法を提供できる。
図１は、実施の形態に係る制御システムの構成を示す図である。 図２は、実施の形態に係る第１機器のブロック図である。 図３は、実施の形態に係る第２機器のブロック図である。 図４は、実施の形態に係る第１機器及び第２機器の配置例を示す図である。 図５は、実施の形態に係る制御システムの動作例を示す図である。 図６は、実施の形態に係る検知用信号の構成例を示す図である。 図７は、実施の形態に係る待ち行列の構成例を示す図である。 図８は、実施の形態に係る待ち行列の例を示す図である。 図９は、実施の形態に係る通知信号の構成例を示す図である。 図１０は、実施の形態に係る発信信号の構成例を示す図である。 図１１は、実施の形態に係る第１機器の動作を示すフローチャートである。
　不特定多数の機器が含まれるシステムにおいて、複数の機器の動作順を設定する一つの手法として、一つの管理装置が、複数の機器の動作を統括的に管理する手法がある。しかしながら、この手法を用いる場合には、複数の機器と管理装置間での通信が必要となる、及び、管理装置が必要であるためシステム全体の構成が複雑化する可能性があるという問題が生じる。
　本実施の形態では、管理装置を必要とせず、また、各機器において独立して動作スケジュールを管理できるシステムについて説明する。
　以下、実施の形態について、図面を参照しながら具体的に説明する。なお、以下で説明する実施の形態は、いずれも本発明の一具体例を示すものである。以下の実施の形態で示される数値、形状、材料、構成要素、構成要素の配置位置及び接続形態、ステップ、ステップの順序などは、一例であり、本発明を限定する主旨ではない。また、以下の実施の形態における構成要素のうち、最上位概念を示す独立請求項に記載されていない構成要素については、任意の構成要素として説明される。
　まず、本実施の形態に係る制御システム１００の構成を説明する。図１は、本実施の形態に係る制御システム１００の構成を示す図である。図１に示すように、制御システム１００は、複数の第１機器１０１Ａ～１０１Ｃと、複数の第２機器１０２Ａ～１０２Ｃとを含む。なお、以下では、複数の第１機器１０１Ａ～１０１Ｃを特に区別しない場合には、第１機器１０１と記し、複数の第２機器１０２Ａ～１０２Ｃを特に区別しない場合には、第２機器１０２と記す。また、制御システム１００に含まれる第１機器１０１及び第２機器１０２の数は任意でよい。また、制御システム１００に含まれる第１機器１０１及び第２機器１０２の数は動的に変化してもよい。
　例えば、この制御システム１００は、工事現場等で用いられるシステムである。第１機器１０１は、重機等に搭載され、第２機器１０２は、作業員に所持される。第１機器１０１は、第２機器１０２から出力された音波１５５を用いて、第１機器１０１と第２機器１０２との距離を検知し、検知結果に応じて、所定の動作を行う。例えば、第１機器１０１は、第２機器１０２（作業員）が近づいてきたことを検知し、検知結果を重機の操縦者に通知（警告）する。また、複数の第１機器１０１と複数の第２機器１０２とは多対多で対応している。つまり、複数の第１機器１０１の各々は、複数の第２機器１０２の位置を検知する。
　このような音波１５５を用いるシステムでは、複数の第２機器１０２から同時に音波１５５が出力された場合、正しく距離を検知することができない可能性がある。よって、複数の第２機器１０２からの音波１５５の出力タイミングが重複しないように、複数の第２機器１０２からの音波１５５の出力タイミングを制御する必要がある。
　なお、ここで述べる使用用途は一例であり、本実施の形態の手法は、複数の機器を含む任意のシステムに適用可能である。
　図２は、第１機器１０１の構成を示すブロック図である。図２に示すように第１機器１０１は、待ち行列保持部１１１と、送信制御部１１２と、無線通信部１１３と、音波受信部１１４と、位置検知部１１５と、動作制御部１１６とを備える。
　待ち行列保持部１１１は、複数の動作の動作順を管理するための待ち行列を保持する。送信制御部１１２は、待ち行列保持部１１１に保持される待ち行列を管理する。また、送信制御部１１２は、待ち行列を用いて、無線通信部１１３による指示信号１５２の送信を制御する。また、送信制御部１１２は、無線通信部１１３による通知信号１５３の送信を制御する。
　無線通信部１１３は、他の第１機器１０１及び第２機器１０２と無線通信を行う。具体的には、無線通信部１１３は、第２機器１０２から送信された検知用信号１５１及び発信信号１５４の受信と、第２機器１０２への指示信号１５２の送信と、他の第１機器１０１への通知信号１５３の送信と、他の第１機器１０１から送信された通知信号１５３の受信とを行う。なお、無線通信部１１３は、検知用信号１５１の通信と、指示信号１５２の通信と、通知信号１５３の通信と、発信信号１５４の通信とに、同一の無線通信方式を用いてもよいし、異なる無線通信方式を用いてもよい。また、これらの通信には、同一の無線通信方式の異なるチャネルが用いられてもよい。
　音波受信部１１４は、第２機器１０２から出力された音波を受信する。なお、音波とは、可聴域の音波に限らず、超音波も含む。
　位置検知部１１５は、音波受信部１１４で受信された音波１５５の情報に基づき、第２機器１０２の位置を検知する。具体的には、位置検知部１１５は、発信信号１５４を受信してから音波１５５を受信するまでの時間に基づき、第１機器１０１から第２機器１０２までの距離を検知する。なお、音波受信部１１４は、離間して配置された複数の受信部を備え、複数の受信部における受信情報を用いて、三角測量の原理に基づき、第２機器１０２が存在する位置（距離及び方向）を検知してもよい。また、位置検知部１１５は、時系列に得られた第２機器１０２の位置に基づき、第２機器１０２の移動方向及び移動速度を検知してもよい。
　動作制御部１１６は、位置検知部１１５で得られた第２機器１０２の位置等に基づき、所定の動作を制御する。なお、この所定の動作は特に限定されるものではないが、例えば、上記のシステムでは、作業者が重機に接近したことが検知され、この検知結果に基づき、警告等が通知される。なお、動作制御部１１６は、各第２機器１０２の位置を画面上に表示してもよい。
　図３は、第２機器１０２の構成を示すブロック図である。図３に示すように、第２機器１０２は、無線通信部１２１と、送信制御部１２２と、音波出力部１２３とを備える。無線通信部１２１は、第１機器１０１と無線通信を行う。具体的には、無線通信部１２１は、第１機器１０１への検知用信号１５１及び発信信号１５４の送信と、第１機器１０１から送信された指示信号１５２の受信とを行う。なお、無線通信部１２１は、検知用信号１５１の通信と、指示信号１５２の通信と、発信信号１５４の通信とに、同一の無線通信方式を用いてもよいし、異なる無線通信方式を用いてもよい。また、これらの通信には、同一の無線通信方式の異なるチャネルが用いられてもよい。
　送信制御部１２２は、無線通信部１２１による検知用信号１５１及び発信信号１５４の送信と、音波出力部１２３による音波１５５の出力とを制御する。具体的には、送信制御部１２２は、第１機器１０１から送信された指示信号１５２を受信した場合、無線通信部１２１から発信信号１５４を送信するとともに、音波出力部１２３から音波１５５を出力する。
　次に、制御システム１００の動作を説明する。図４は、第１機器１０１及び第２機器１０２の配置例を示す図である。同図は、２つの第１機器１０１Ａ及び１０１Ｂと、２つの第２機器１０２Ａ及び１０２Ｂとが存在する例を示す。また、第２機器１０２Ａは、第１機器１０１Ａと通信可能な範囲に存在し、第２機器１０２Ｂは、第１機器１０１Ａ及び第１機器１０１Ｂと通信可能な範囲に存在する。
　図５は、図４に示す例における制御システム１００の動作を示す図である。第２機器１０２Ａ及び第２機器１０２Ｂは、予め定められた周期（例えば１秒周期）で検知用信号１５１を繰り返し無線送信している。
　図６は、検知用信号１５１の構成例を示す図である。図６に示すように検知用信号１５１は、第２機器ＩＤ１６１と、シーケンス番号１６２とを含む。第２機器ＩＤ１６１は、当該検知用信号１５１の送信元の第２機器１０２を示す情報であり、各第２機器１０２に予め割り当てられた識別子を示す。シーケンス番号１６２は、第２機器ＩＤ１６１で示される第２機器１０２から送信された複数の検知用信号１５１を識別するための情報であり、例えば、検知用信号１５１が送信される毎にインクリメントされる連続番号である。なお、シーケンス番号１６２の代わりに、検知用信号１５１の送信時刻が用いられてもよい。また、検知用信号１５１は、シーケンス番号１６２を含まなくてもよい。
　なお、図示は省略しているが、検知用信号１５１は、さらに、当該信号の信号種別を示す識別情報を含む。つまり、この場合、識別情報は、当該信号が検知用信号１５１であることを示す。なお、説明は省略するが、後述する各信号も同様に識別情報を含む。また、各信号は、図示する情報以外の情報を含んでもよい。
　図５に示すように、まず、第１機器１０１Ａは、第２機器１０２Ａから送信された検知用信号１５１を受信する（Ｓ１０１）。次に、第１機器１０１Ａは、受信した検知用信号１５１の情報を待ち行列に追加する（Ｓ１０２）。つまり、第１機器１０１Ａは、検知用信号１５１を受信した場合、受信した検知用信号１５１の送信元の第２機器１０２への指示信号１５２の送信動作を蓄積する。
　図７は、待ち行列の構成例を示す図である。図７に示すように、待ち行列は、受信した検知用信号１５１に基づく複数の動作の情報を保持する。図７では、各行が１つの動作に対応し、３つの動作の情報が保持されている。各動作の情報は、第２機器ＩＤ１７１と、シーケンス番号１７２と、受信時刻１７３と、受信強度１７４とを含む。
　第２機器ＩＤ１７１は、検知用信号１５１の送信元の第２機器１０２を示す情報であり、例えば、検知用信号１５１に含まれる第２機器ＩＤ１６１と同一の情報である。
　シーケンス番号１７２は、第２機器ＩＤ１７１で示される第２機器１０２から送信された複数の検知用信号１５１を識別するための情報であり、例えば、検知用信号１５１に含まれるシーケンス番号１６２と同一の情報である。なお、シーケンス番号１７２の代わりに、検知用信号１５１の送信時刻が用いられてもよい。
　受信時刻１７３は、第１機器１０１が検知用信号１５１を受信した時刻を示す。受信強度１７４は、第１機器１０１が受信した検知用信号１５１の受信電波強度を示す。なお、待ち行列には、図７に示す全ての情報が含まれる必要はなく、一部の情報のみが含まれてもよい。
　また、待ち行列において複数の動作は、優先度が高い順にソートされる。つまり、優先度が最も高い動作は、待ち行列の先頭に配置される。図７に示す例では、優先度は受信時刻１７３であり、受信時刻が早いほど優先度が高いと判定される。また、２つの動作の受信時刻１７３が同じ場合には、他の情報に基づき、２つの動作間の優先度が設定される。例えば、受信強度１７４が高いほど優先度が高く設定される。なお、受信強度１７４の代わりに第２機器ＩＤ１７１が用いられてもよい。この場合、第２機器ＩＤ１７１の値が小さいほど優先度が高く設定されてもよいし、第２機器ＩＤ１７１の値が大きいほど優先度が高く設定されてもよい。なお、第２機器ＩＤ１７１は、複数の第２機器１０２の各々に予め割り当てられた優先度であるとも言える。また、最初に用いられる優先度として受信時刻１７３の代わりに、受信強度１７４又は第２機器ＩＤ１７１が用いられてもよい。また、これらの３つの優先度のうちいずれか１以上が用いられてもよい。
　受信時刻１７３を用いた場合には、先に受信された検知用信号１５１に対する動作から順に行うことができるので、システムの整合性を維持しやすい。また、受信強度１７４を用いた場合、受信強度１７４が高い、つまり、より第１機器１０１に近接している第２機器１０２への指示を優先できるので、安全性をより確保できる。第２機器ＩＤ１７１を用いる場合には、受信時刻１７３及び受信強度１７４といった追加的な情報が不要であるので、システム構成を簡略化できる。
　また、本実施の形態で述べる、受信とは、実際に信号が受信できた場合に限らず、受信電波強度が予め定められた閾値以上であることであってもよい。
　図８は、待ち行列の例を示す図である。図８の（１）に示すように、第１機器１０１Ａは、ステップＳ１０２において、第２機器１０２Ａから受信した検知用信号１５１に基づく動作Ａ（同図において「Ａ」と表記）を追加する。
　図５に示すように、次に、第１機器１０１Ａ及び第１機器１０１Ｂは、第２機器１０２Ｂから送信された検知用信号１５１を受信する（Ｓ１０３）。次に、第１機器１０１Ａ及び第１機器１０１Ｂは、受信した検知用信号１５１の情報を待ち行列に追加する（Ｓ１０４及びＳ１０５）。具体的には、図８の（２）に示すように、第１機器１０１Ａは、ステップＳ１０４において、第２機器１０２Ｂから受信した検知用信号１５１に基づく動作Ｂ（同図において「Ｂ」と表記）を追加する。この時、動作Ｂの受信時刻は動作Ａの受信時刻より後であるため、動作Ｂは動作Ａの後に追加される。また、第１機器１０１Ｂは、ステップＳ１０５において、動作Ｂを待ち行列に追加する。
　次に、第１機器１０１Ａ及び第１機器１０１Ｂは通知信号１５３を送信する（Ｓ１０６）。図９は、通知信号１５３の構成例を示す図である。通知信号１５３は、第１機器ＩＤ１８１と、先頭動作情報１８２とを含む。
　第１機器ＩＤ１８１は、通知信号１５３の送信元の第１機器１０１を示す情報であり、各第１機器１０１に予め割り当てられた識別子を示す。
　先頭動作情報１８２は、送信元の第１機器１０１の待ち行列の先頭の動作に関する情報であり、当該動作の優先度を判定するための情報である。例えば、先頭動作情報１８２は、第２機器ＩＤ１８３と、受信時刻１８４と、受信強度１８５とを含む。例えば、第２機器ＩＤ１８３、受信時刻１８４、及び受信強度１８５は、待ち行列の先頭の動作の情報に含まれる、第２機器ＩＤ１７１、受信時刻１７３、及び受信強度１７４と同じ情報である。
　つまり、第１機器１０１が送信する通知信号１５３は、自機器に蓄積される複数の送信動作のうち、優先度が最も高い第１の送信動作の第１の優先度を示す情報を含む。また、第１機器１０１が受信する通知信号１５３は、当該通知信号１５３の送信元の他の第１機器１０１蓄積される複数の送信動作のうち、優先度が最も高い第２の送信動作の第２の優先度を示す情報を含む。
　次に、第１機器１０１Ａ及び第１機器１０１Ｂは、自機器の待ち行列の先頭の動作を行うか否かを判定する（Ｓ１０７及びＳ１０８）。具体的には、第１機器１０１は、自機器の待ち行列の先頭の動作である先頭動作の優先度と、他の第１機器１０１から送信された通知信号１５３で示される優先度とを比較し、自機器の待ち行列の先頭動作の優先度が高い場合には、当該動作を行うと判定し、他の第１機器１０１から送信された通知信号１５３で示される優先度が高い場合には、自機器の待ち行列の先頭の動作を行わない。
　この例では、第１機器１０１Ａの先頭動作の受信時刻が、第１機器１０１Ｂの先頭動作の受信時刻より早く、第１機器１０１Ａの先頭動作の優先度が、第１機器１０１Ｂの先頭動作の優先度より高い。よって、第１機器１０１Ａは、自機器の先頭動作を行う。つまり、第１機器１０１Ａは、第２機器１０２Ａに指示信号１５２を送信する（Ｓ１０９）。例えば、指示信号１５２は、指示信号１５２の送信先の第２機器１０２Ａを識別するための情報（例えば第２機器ＩＤ）を含む。
　指示信号１５２を受信した第２機器１０２Ａは発信信号１５４を送信するとともに、音波１５５を出力する（Ｓ１１０）。例えば、第２機器１０２Ａは、指示信号１５２を受信した直後に発信信号１５４を送信するとともに、音波１５５を出力する。なお、第２機器１０２Ａは発信信号１５４及び音波１５５を複数回出力してもよい。
　図１０は、発信信号１５４の構成例を示す図である。図１０に示すように発信信号１５４は、第２機器ＩＤ１９１と、シーケンス番号１９２とを含む。第２機器ＩＤ１９１は、当該発信信号１５４の送信元の第２機器１０２を示す情報であり、各第２機器１０２に予め割り当てられた識別子を示す。シーケンス番号１９２は、第２機器ＩＤ１９１で示される第２機器１０２から送信された複数の発信信号１５４を識別するための情報であり、例えば、発信信号１５４が送信される毎にインクリメントされる連続番号である。なお、シーケンス番号１９２の代わりに、発信信号１５４の送信時刻が用いられてもよい。また、発信信号１５４は、シーケンス番号１９２を含まなくてもよい。
　発信信号１５４及び音波１５５を受信した第１機器１０１Ａは、発信信号１５４と音波１５５と受信時刻の差に基づき、第２機器１０２Ａの位置（第１機器１０１Ａから第２機器１０２Ａまでの距離）を検知する（図５には図示せず）。
　ここで、ＣＰＵ等のプロセッサにより、発信信号１５４と音波１５５との送信タイミングを制御する場合、発信信号１５４と音波１５５とを同時に出力することは難しい。具体的には、無線信号である発信信号１５４は、送信パケットの込み具合により、ＣＰＵ内の送信命令の出力時刻より遅れて発信される場合がある。よって、第２機器１０２は、以下のいずれかの手法を用いてもよい。
　第２機器１０２は、発信信号１５４を送信するとともに、自機器から送信した発信信号１５４を受信する。第２機器１０２は、当該発信信号の受信をトリガにして直ちに音波１５５を送信する。つまり、第２機器１０２は、自機器が送信した発信信号１５４を受信したタイミングに基づき、音波１５５を出力してもよい。
　または、第２機器１０２は、発信信号１５４を送信し、無線通信部１２１からの発信信号１５４の送信完了通知をトリガにして直ちに音波１５５を送信する。上記の２つのケースにおいて、内部処理遅延等が予め分かっている場合には、この内部処理遅延を加味して音波１５５の送信タイミングを決定してもよい。または、第１機器１０１における距離算出の際に、この内部処理遅延を加味して算出を行ってもよい。
　または、第２機器１０２は、発信信号１５４と音波１５５との出力制御を同時に行うとともに、実際の送信タイミングのズレを検出し、検出したズレを示す信号を第１機器１０１に送信してもよい。
　また、第２機器１０２Ａからの発信信号１５４及び音波１５５を、第１機器１０１Ｂが受信した場合には、第１機器１０１Ｂは、発信信号１５４と音波１５５と受信時刻の差に基づき、第２機器１０２Ａの位置（第１機器１０１Ｂから第２機器１０２Ａまでの距離）を検知してもよい。つまり、第１機器１０１は、待ち行列に、発信信号１５４及び音波１５５の送信元の第２機器１０２の動作が含まれていない場合でも、受信した発信信号１５４及び音波１５５を用いて位置検知（距離計測）を行ってもよい。
　また、図５に示すように、発信信号１５４及び音波１５５を受信した第１機器１０１Ａは、待ち行列を更新する（Ｓ１１１）。具体的には、第１機器１０１Ａは、受信した発信信号１５４の送信元の第２機器１０２Ａの動作を待ち行列から削除する。つまり、図８の（３）に示すように、待ち行列から動作Ａが削除され、動作Ｂが先頭となる。
　次に、第１機器１０１Ａ及び第１機器１０１Ｂは、通知信号１５３を送受信する（Ｓ１１２）。次に、第１機器１０１Ａ及び第１機器１０１Ｂは、自機器の待ち行列の先頭の動作を行うか否かを判定する（Ｓ１１３及びＳ１１４）。
　この例では、第１機器１０１Ａ及び第１機器１０１Ｂの先頭動作は共に動作Ｂである。よって、例えば、受信時刻が同じ場合には、受信強度を用いて優先度の判定が行われる。例えば、第１機器１０１Ｂの受信強度が第１機器１０１Ａの受信強度より高い場合、第１機器１０１Ｂが先頭動作を行う。つまり、第１機器１０１Ｂは、第２機器１０２Ｂに指示信号１５２を送信する（Ｓ１１５）。
　なお、第１機器１０１Ａと第１機器１０１Ｂとは完全には同期していなくてもよい。この場合、同じ検知用信号１５１に対する受信時刻は第１機器１０１Ａと第１機器１０１Ｂとで異なる場合もある。この場合は、同一の検知用信号１５１に対する動作であっても受信時刻に基づき、第１機器１０１Ａ及び第１機器１０１Ｂの一方において先頭動作が行われる。
　指示信号１５２を受信した第２機器１０２Ｂは発信信号１５４を送信するとともに、音波１５５を出力する（Ｓ１１６）。発信信号１５４及び音波１５５を受信した第１機器１０１Ａ及び第１機器１０１Ｂの各々は、発信信号１５４と音波１５５と受信時刻の差に基づき、第２機器１０２Ｂの位置（第１機器１０１Ａから第２機器１０２Ｂまでの距離、又は第１機器１０１Ｂから第２機器１０２Ｂまでの距離）を検知する（図５には図示せず）。
　また、発信信号１５４及び音波１５５を受信した第１機器１０１Ａ及び第１機器１０１Ｂは、待ち行列を更新する（Ｓ１１７及びＳ１１８）。具体的には、図８の（４）に示すように、第１機器１０１Ａ及び第１機器１０１Ｂは、受信した発信信号１５４の送信元の第２機器１０２Ｂの動作Ｂを待ち行列から削除する。
　以下、第１機器１０１の動作の流れを説明する。図１１は、第１機器１０１の動作のフローチャートである。例えば、図１１に示す処理は、繰り返し実行される。
　まず、第１機器１０１は、検知用信号１５１を受信したか否かを判定する（Ｓ２０１）。第１機器１０１は、検知用信号１５１を受信した場合（Ｓ２０１でＹｅｓ）、受信した検知用信号１５１に対する動作を待ち行列に追加する（Ｓ２０２）。また、第１機器１０１は、待ち行列に含まれる複数の動作の優先度に従いソートする。ここで優先度とは、上述した受信時刻又は受信強度等である。なお、第１機器１０１は、新たに受信した検知用信号１５１の送信元の動作が、既に待ち行列に含まれている場合には、追加を行わなくてもよい。
　次に、第１機器１０１は、発信信号１５４を受信したか否かを判定する（Ｓ２０３）。第１機器１０１は、発信信号１５４を受信した場合（Ｓ２０３でＹｅｓ）、受信した発信信号１５４及び音波１５５を用いて、当該第１機器と送信元の第２機器１０２との距離を計測する（Ｓ２０４）。そして、発信信号１５４の送信元の第２機器１０２に対する動作を待ち行列から削除する（Ｓ２０５）。
　ここで、この削除動作は、発信信号１５４に基づき行われる。よって、第１機器１０１は、自機器が指示信号１５２を送信した場合に限らず、他の第１機器１０１が指示信号１５２を送信した場合にも削除動作を行うことができる。つまり、複数の第１機器１０１が同一の第２機器１０２からの検知用信号１５１を受信している場合においても、一つの第１機器１０１からの指示信号１５２の送信に伴い、複数の第１機器１０１の待ち行列から対応する動作が削除される。
　また、ここでは、発信信号１５４の受信に基づき、待ち行列の更新（削除）が行われる例を示したが、発信信号１５４の代わりに、指示信号１５２が用いられてもよい。つまり、第１機器１０１は、自機器が指示信号１５２を送信した場合に、当該指示信号１５２の送信先の第２機器１０２に対する動作を待ち行列から削除してもよい。これにより、第１機器１０１は、発信信号１５４を受信できない場合においても、対応する動作を待ち行列から削除できる。また、第１機器１０１は、他の第１機器１０１から送信された指示信号１５２を受信した場合、当該指示信号１５２の送信先の第２機器１０２に対する動作を待ち行列から削除してもよい。
　次に、第１機器１０１は、通知信号１５３を他の第１機器１０１に送信するとともに、他の第１機器１０１から送信された通知信号１５３を受信する（Ｓ２０６）。例えば、第１機器１０１は、発信信号１５４の受信をトリガに通知信号１５３の送信を行う。なお、第１機器１０１は、指示信号１５２の送信又は受信をトリガに通知信号１５３の送信を行ってもよい。また、第１機器１０１は、他の第１機器１０１からの通知信号１５３を受信した場合に通知信号１５３を送信してもよい。また、前回の発信信号１５４の受信、又は指示信号１５２の送信或いは受信から所定の時間（例えば、数十ｍ秒）が経過した場合（Ｓ２０９でＹｅｓ）に通知信号１５３の送信を行ってもよい。なお、第１機器１０１は、発信信号１５４の受信、又は指示信号１５２の送信或いは受信を、所定の時間（例えば、数十ｍ秒）以上行っていない場合には、直ちに通知信号１５３の送信を行ってもよい。
　なお、第１機器１０１は、待ち行列に動作が含まれない場合には、通知信号１５３の送信を行わなくてもよいし、待ち行列に動作がない旨を示す信号を送信してもよい。
　また、第１機器１０１は、通知信号１５３に含まれる上述した受信時刻１８４として、検知用信号１５１を受信してから通知信号１５３を送信するまでの時間差を送信してもよい。つまり、通知信号１５３は、当該通知信号１５３の送信時刻と、検知用信号１５１の受信時刻との差分を示す情報を含んでもよい。
　または、受信時刻１８４は、検知用信号１５１を受信してから直前の発信信号１５４を受信するまでの時間差を示してもよい。つまり、通知信号１５３は、発信信号１５４の受信時刻と、検知用信号の１５１受信時刻との差分を示す情報を含んでもよい。
　または、受信時刻１８４は、検知用信号１５１を受信してから直前の指示信号１５２を送信又は受信するまでの時間差を示してもよい。つまり、通知信号１５３は、指示信号１５２の送信時刻又は受信時刻と、検知用信号の１５１受信時刻との差分を示す情報を含んでもよい。
　これにより、複数の第１機器１０１において時刻が同期していない場合でも、複数の第１機器１０１で受信される信号を基準とした時刻を通知できるので、精度の高い判定を行うことができる。
　次に、第１機器１０１は、自機器の先頭動作の優先度（例えば受信時刻）と、受信した通知信号１５３で示される他の第１機器１０１の先頭動作の優先度とを比較する（Ｓ２０７）。なお、第１機器１０１は、他の第１機器１０１が複数存在する場合には、自機器と複数の他の第１機器１０１の先頭動作のうち自機器の先頭動作が最も優先度が高いかを判定する。自機器の先導動作の優先度が最も高い場合（Ｓ２０７でＹｅｓ）、当該先頭動作で示される第２機器１０２に指示信号１５２を送信する（Ｓ２０８）。例えば、第１機器１０１は、前回の発信信号１５４の受信、又は指示信号１５２の送信或いは受信から所定の時間（例えば、数十ｍ秒）をカウントし、当該時間が経過したタイミングで、指示信号１５２を送信する。なお、第１機器１０１は、当該時間の経過中もステップＳ２０７の処理を継続する。
　また、図１１に示すように、ステップＳ２０８の後、Ｓ２０７でＮｏの場合、及びＳ２０９でＮｏの場合、ステップＳ２０１に処理が戻り、図１１に示す一連の処理が繰り返し実行される。例えば、電源断等の場合にこれらの処理が終了される。また、ステップＳ２０１及びＳ２０３では、信号が常時受信され、受信された信号の情報は、第１機器１０１が備える受信バッファ等に格納される。
　なお、上記説明における各信号の送信において、送信エラーを防ぐために、同一の信号が複数回送信されてもよい。
　また、第２機器１０２は、複数の音波出力部１２３を備え、複数の音波出力部１２３から同時に音波１５５の出力を行ってもよい。これにより、音波１５５が、第１機器１０１の音波受信部１１４に届かない等のエラーの発生を抑制できる。また、第１機器１０１は、複数の音波受信部１１４を備え、複数の音波受信部１１４で音波１５５を受信してもよい。これにより、音波受信における死角をカバーできるのでエラーの発生を抑制できる。
　また、各受信処理において、受信電波強度が予め定められた閾値以上の場合にのみ、後続の処理が行われてもよい。
　以上のように、本実施の形態に係る制御システム１００によれば、各第１機器１０１が保持する待ち行列は、互いに独立している。つまり、待ち行列に追加される動作は、自機器で受信した検知用信号１５１に基づくもののみであり、他の第１機器１０１から通知された他の第１機器１０１に係る動作を含まない。これにより、各第１機器１０１における待ち行列の管理を容易化できる。また、これらの動作を一括管理する管理装置等も不要である。
　また、所定のルール（例えば受信時刻等）を用いて、指示信号１５２を送信する第１機器１０１を決定することで、処理を容易化できる。また、重機又は作業者の移動等で待ち行列に不整合が生じた場合であっても、一過性の例外として安定な系を保つことができる。
　以上、本発明の実施の形態に係る制御システムについて説明したが、本発明は、この実施の形態に限定されるものではない。
　例えば、上記説明では、第１機器１０１から指示信号１５２により、第２機器１０２に音波１５５の出力動作が指示される例を述べたが、本実施の形態の手法は、複数の第１機器１０１と、複数の第２機器１０２とを含む任意のシステムに適用できる。つまり、上記における音波１５５の出力を任意の動作に置き換えてもよい。
　また、上記実施の形態に係る制御システムに含まれる各装置に含まれる各処理部は典型的には集積回路であるＬＳＩとして実現される。これらは個別に１チップ化されてもよいし、一部又は全てを含むように１チップ化されてもよい。
　また、集積回路化はＬＳＩに限るものではなく、専用回路又は汎用プロセッサで実現してもよい。ＬＳＩ製造後にプログラムすることが可能なＦＰＧＡ（Ｆｉｅｌｄ　Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ　Ｇａｔｅ　Ａｒｒａｙ）、又はＬＳＩ内部の回路セルの接続や設定を再構成可能なリコンフィギュラブル・プロセッサを利用してもよい。
　また、上記実施の形態に係る制御システムに含まれる各装置の機能の一部又は全てを、ＣＰＵ等のプロセッサがプログラムを実行することにより実現してもよい。
　さらに、本発明は上記プログラムであってもよいし、上記プログラムが記録された非一時的なコンピュータ読み取り可能な記録媒体であってもよい。また、上記プログラムは、インターネット等の伝送媒体を介して流通させることができるのは言うまでもない。
　また、本発明は制御システムとして実現できるだけでなく、制御システムに含まれる各種機器として実現してもよい。また、本発明は、このような制御システムに含まれる特徴的な手段をステップとする制御方法として実現したり、そのような特徴的なステップをコンピュータに実行させるプログラムとして実現したりすることもできる。
　また、上記で用いた数字は、全て本発明を具体的に説明するために例示するものであり、本発明は例示された数字に制限されない。
　また、ブロック図における機能ブロックの分割は一例であり、複数の機能ブロックを一つの機能ブロックとして実現したり、一つの機能ブロックを複数に分割したり、一部の機能を他の機能ブロックに移してもよい。また、類似する機能を有する複数の機能ブロックの機能を単一のハードウェア又はソフトウェアが並列又は時分割に処理してもよい。
　また、上記フローチャートで示すステップが実行される順序は、本発明を具体的に説明するために例示するためのものであり、上記以外の順序であってもよい。また、上記ステップの一部が、他のステップと同時（並列）に実行されてもよい。
　以上、一つまたは複数の態様に係る制御システムについて、実施の形態に基づいて説明したが、本発明は、この実施の形態に限定されるものではない。本発明の趣旨を逸脱しない限り、当業者が思いつく各種変形を本実施の形態に施したものや、異なる実施の形態における構成要素を組み合わせて構築される形態も、一つまたは複数の態様の範囲内に含まれてもよい。
　本発明は、複数の第１機器と、複数の第２機器とを含むシステムに適用できる。
　１００　制御システム
　１０１、１０１Ａ、１０１Ｂ、１０１Ｃ　第１機器
　１０２、１０２Ａ、１０２Ｂ、１０２Ｃ　第２機器
　１１１　待ち行列保持部
　１１２、１２２　送信制御部
　１１３、１２１　無線通信部
　１１４　音波受信部
　１１５　位置検知部
　１１６　動作制御部
　１２３　音波出力部
　１５１　検知用信号
　１５２　指示信号
　１５３　通知信号
　１５４　発信信号
　１５５　音波
　１６１、１７１、１８３、１９１　第２機器ＩＤ
　１６２、１７２、１９２　シーケンス番号
　１７３、１８４　受信時刻
　１７４、１８５　受信強度
　１８１　第１機器ＩＤ
　１８２　先頭動作情報

Claims (10)

  1. 　複数の第１機器と、複数の第２機器とを含む制御システムであって、
    　前記複数の第２機器の各々は、検知用信号を無線送信し、
    　前記複数の第１機器の各々は、
    　　前記検知用信号を受信した場合、受信した前記検知用信号の送信元の第２機器への指示信号の送信動作を蓄積し、
    　　自機器に蓄積される複数の送信動作のうち、優先度が最も高い第１の送信動作の第１の優先度を示す情報を含む第１の通知信号を、他の第１機器に送信し、
    　　前記他の第１機器から送信された、前記他の第１機器に蓄積される複数の送信動作のうち、優先度が最も高い第２の送信動作の第２の優先度を示す情報を含む第２の通知信号を受信し、
    　　前記第１の優先度が前記第２の優先度より高い場合、前記第１の送信動作を行う
    　制御システム。
  2. 　前記優先度は、前記検知用信号の受信時刻であり、受信時刻が早いほど優先度が高い
    　請求項１記載の制御システム。
  3. 　前記優先度は、前記検知用信号の受信電波強度であり、受信電波強度が高いほど優先度が高い
    　請求項１記載の制御システム。
  4. 　前記優先度は、前記複数の第２機器の各々に予め割り当てられた優先度である
    　請求項１記載の制御システム。
  5. 　前記第２機器は、前記指示信号を受信した場合に、発信信号を送信し、音波を出力し、
    　前記第１機器は、前記発信信号と、前記音波との受信時刻差に基づき、前記第２機器の位置を検知する
    　請求項１～４のいずれか１項に記載の制御システム。
  6. 　前記優先度は、前記検知用信号の受信時刻であり、受信時刻が早いほど優先度が高く、
    　前記第１の通知信号は、前記発信信号の受信時刻と、前記検知用信号の受信時刻との差分を示す情報を含む
    　請求項５記載の制御システム。
  7. 　前記優先度は、前記検知用信号の受信時刻であり、受信時刻が早いほど優先度が高く、
    　前記第１の通知信号は、前記第１の通知信号の送信時刻と、前記検知用信号の受信時刻との差分を示す情報を含む
    　請求項１記載の制御システム。
  8. 　前記第１機器は、前記発信信号を受信した場合において、前記発信信号の送信元の第２機器への指示信号の送信動作を蓄積している場合、当該送信動作を削除する
    　請求項５記載の制御システム。
  9. 　前記第２機器は、自機器が送信した前記発信信号を受信したタイミングに基づき、前記音波を出力する
    　請求項５記載の制御システム。
  10. 　複数の第１機器と、複数の第２機器とを含む制御システムにおける制御方法であって、
    　前記複数の第２機器の各々は、検知用信号を無線送信し、
    　前記複数の第１機器の各々は、
    　　前記検知用信号を受信した場合、受信した前記検知用信号の送信元の第２機器への指示信号の送信動作を蓄積し、
    　　自機器に蓄積される複数の送信動作のうち、優先度が最も高い第１の送信動作の第１の優先度を示す情報を含む第１の通知信号を、他の第１機器に送信し、
    　　前記他の第１機器から送信された、前記他の第１機器に蓄積される複数の送信動作のうち、優先度が最も高い第２の送信動作の第２の優先度を示す情報を含む第２の通知信号を受信し、
    　　前記第１の優先度が前記第２の優先度より高い場合、前記第１の送信動作を行う
    　制御方法。
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